По данным Министерства энергетики США (DOE), американская установка по остекловыванию радиоактивных отходов на площадке атомного комплекса «Хэнфорд» стоимостью в 17 млрд долларов США приступила к разогреву первого из двух 300-тонных плавителей для низкоактивных отходов с целью начать переработку радиоактивных отходов к концу 2023 г. Строительство первой установки началось 20 лет назад, и теперь она должна постоянно пребывать в разогретом состоянии, поскольку сначала аппарат производит модельное стекло, а затем начинает остекловывать низкоактивные радиоактивные отходы.
Цель Министерства энергетики США состоит в том, чтобы к концу 2023 г. начать остекловывать радиоактивные отходы, хранящиеся в подземных резервуарах, в том числе отходы, унаследованные со времен Второй мировой войны. На ядерном полигоне «Хэнфорд» близ Ричленда на востоке штата Вашингтон, составляющем около 580 кв. миль, было произведено около двух третей американского плутония со времен Второй мировой войны по программе ядерного вооружения во время «холодной войны». Урановое топливо, облученное на площадке «Хэнфорд», подлежало химической переработке для удаления плутония. Смесь радиоактивных и других опасных химических отходов от процесса переработки хранилась в подземных резервуарах, многие из которых были подвержены утечкам. Эти резервуары хранят 56 млн галлонов отходов, ожидая момента, когда появится возможность их переработки для захоронения.
«За последние два года Министерство и основные подрядчики One Hanford добились значительного прогресса в реализации программы прямой подачи низкоактивных отходов (DFLAW) для подготовки к переработке отходов из резервуаров, — сообщил Брайан Вэнс, руководитель отдела по охране рек и проведения операций в Ричленде управления EM Министерства энергетики США. — Мы наращиваем прогресс, начав разогревать первый плавитель для остекловывания отходов (WTP), используя строго организованный подход».
Ожидается, что плавители будут работать непрерывно в течение пяти лет как минимум.
«Когда мы закончим разогрев первого плавителя, это станет еще одним важным шагом на пути к вводу в эксплуатацию установки по переработке и иммобилизации отходов (WTP) для будущих операций», — сказал Вэл Маккейн, директор проекта Bechtel National.
Компания Bechtel заключила контракт на строительство, запуск и ввод в эксплуатацию установки по остекловыванию радиоактивных отходов. Размеры каждого плавителя составляют 6 на 9 м в основании и почти 5 м в высоту.
«Постоянное извлечение отходов из резервуаров комплекса «Хэнфорд» и их отверждение являются одной из наиболее важных составляющих всей миссии по очистке, а разогрев плавителя является чрезвычайно важным шагом в этом процессе», — заявил Дэвид Риплог, вице-президент по федеральным программам Совета по развитию трёх городов и исполнительный директор Хэнфордских коммун — коалиции местных органов власти территории «Хэнфорд».
Министерство DOE и компания Bechtel планируют использовать «строго организованный подход» для разогрева первого плавителя до 2 100 градусов по Фаренгейту, по сообщению Брайана Вэнса, менеджера площадки «Хэнфорд». Ожидается, что рабочие затратят около двух недель на постепенный разогрев плавителя, добавляя партии стеклянных шариков для расплавления во время первоначального испытательного прогона. Полученное расплавленное стекло будет заливаться в контейнер из нержавеющей стали и вывозиться из здания. Как только плавильная установка будет полностью введена в эксплуатацию и начнет перерабатывать радиоактивные отходы, полученные остеклованные радиоактивные отходы будут подлежать захоронению в приповерхностном пункте захоронения отходов с изолирующим экраном на полигоне в центральной части комплекса «Хэнфорд».
Первоначально установка для остекловывания будет перерабатывать только низкоактивные радиоактивные отходы. Строительство объекта для переработки высокоактивных отходов было по большей части приостановлено с 2012 г., когда технические проблемы заставили Министерство DOE переключить внимание в первую очередь на переработку низкоактивных отходов. Сейчас DOE должно соблюсти крайний срок, назначенный в федеральном суде, чтобы к 2033 г. начать переработку высокоактивных отходов в дополнение к первоначально запланированной переработке низкоактивных отходов и запустить к 2036 г. полностью готовую установку для остекловывания высокоактивных отходов.
Разогрев плавителя осуществляется постепенно, чтобы медленно подсушить изоляцию, при этом снижение температуры может привести к повреждению изоляции, которая может затвердеть и потерять эффективность при быстром охлаждении. Как только температура плавильной установки достигнет 2 100 градусов (по Фаренгейту), около двух месяцев потребуется для проведения оценки и проверок. Компания из Ричланда «Fluid Controls and Components» обеспечит поставку 108 000 фунтов стеклянных шариков («стеклофритты»), необходимых для ввода объекта в эксплуатацию.
«Мы впервые имели дело со стеклофриттой, — сказал вице-президент компании из Ричланда Русс Вотсон, когда компания работала над первой поставкой. — Химические и физические показатели стеклофритты были очень сложными. Были продиктованы строгие технические условия, а процесс мониторинга был очень обширным».
Уроки, извлеченные из разогрева первого плавителя, будут использованы для запуска того же процесса для второго. После того, как они оба будут находиться при рабочей температуре, на объекте начнут нагревать нерадиоактивную имитацию отходов из резервуара со стеклообразо- вателем в рамках подготовки к переработке радиоактивных отходов. Поскольку срок службы плавильных установок, как ожидается, составит пять лет, началась подготовка к монтажу запасных плавителей, чтобы они были готовы на случай необходимости замены первых аппаратов.
Строительство было завершено в начале 2021 г. на тех частях объекта, которые понадобятся для переработки низкоактивных отходов. Поддержку эксплуатации установки для переработки низкоактивных отходов будут обеспечивать: аналитическая лаборатория установки по остекловыванию, которая будет следить за качеством образующихся остеклованных радиоактивных отходов, сооружение по удалению сточных вод для переработки отходов, образующихся в процессе очистки и 14 вспомогательных структур, которые будут предоставлять такие услуги, как очистка воды и электроснабжение.
Летом 2021 г. работники комплекса «Хэнфорд» закончили строительство трубопровода длиной 3 500 футов между резервуарными парками, в которых хранятся подлежащие переработке отходы, и установкой по остекловыванию. Эта линия использует армированную трубу внутри трубопровода для защиты от протечек при перемещении отходов партиями на установку по остекловыванию. В начале этого года начались работы по предварительной подготовке отходов из резервуаров для остекловывания. Система извлечения цезия со стороны резервуара (TSCR) была запущена в январе и стала первой в истории объекта комплекса «Хэнфорд» промышленной переработкой радиоактивных отходов из резервуаров с целью их последующего захоронения. Отходы, которые подлежали предварительной переработке с целью извлечь компоненты высокоактивных отходов, чтобы они могли быть переработаны как низкоактивные отходы, в настоящее время хранятся до момента запуска установки по остекловыванию.